DE102017214445A1 - Method for operating a fuel cell assembly and corresponding fuel cell assembly - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung (1), die eine Brennstoffzelle (5) zur Bereitstellung von elektrischer Energie in einem Stromkreis (6), den über einen Gleichspannungswandler (7) elektrisch an die Brennstoffzelle (5) angeschlossenen Stromkreis (6) und eine Batterie (12) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass in wenigstens einer Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung (1) nach einer Inbetriebnahme der Brennstoffzelle (5) die Batterie (12) elektrisch von dem Stromkreis (6) getrennt und der Gleichspannungswandler (7) zum Versorgen wenigstens eines elektrischen Verbrauchers des Stromkreises (6) mit von der Brennstoffzelle (5) bereitgestellte elektrische Energie ungetaktet betrieben wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenanordnung (1).

Figure DE102017214445A1_0000
The invention relates to a method for operating a fuel cell arrangement (1), comprising a fuel cell (5) for supplying electrical energy in a circuit (6), the circuit (6) electrically connected to the fuel cell (5) via a DC-DC converter (7). and a battery (12). It is provided that in at least one operating mode of the fuel cell assembly (1) after commissioning of the fuel cell (5) the battery (12) electrically isolated from the circuit (6) and the DC-DC converter (7) for supplying at least one electrical load of the circuit ( 6) with the fuel cell (5) provided electrical energy is operated without clocking. The invention further relates to a fuel cell assembly (1).
Figure DE102017214445A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung, die eine Brennstoffzelle zur Bereitstellung von elektrischer Energie in einem Stromkreis, den über einen Gleichspannungswandler elektrisch an die Brennstoffzelle angeschlossenen Stromkreis und eine Batterie aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenanordnung.The invention relates to a method for operating a fuel cell assembly comprising a fuel cell for providing electrical energy in a circuit having a circuit electrically connected to the fuel cell via a DC-DC converter and a battery. The invention further relates to a fuel cell assembly.

Die Brennstoffzellenanordnung bildet beispielsweise einen Bestandteil einer Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreibens des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Antriebseinrichtung weist wenigstens ein Antriebsaggregat auf, welches bevorzugt als elektrische Maschine ausgestaltet ist. In diesem Fall dient die Brennstoffzellenanordnung der Bereitstellung von elektrischer Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine kann auch als Traktionsmaschine bezeichnet werden.The fuel cell arrangement forms, for example, a component of a drive device for a motor vehicle. The drive device is used to drive the motor vehicle, so far as providing a directed to the driving of the motor vehicle drive torque. The drive device has at least one drive unit, which is preferably designed as an electric machine. In this case, the fuel cell assembly serves to provide electric power for operating the electric machine. The electric machine can also be referred to as a traction machine.

Die Brennstoffzellenanordnung verfügt über die Brennstoffzelle, die der Breitstellung von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom für den Stromkreis dient. An den Stromkreis ist wenigstens ein Verbraucher angeschlossen, beispielsweise das Antriebsaggregat. Der Stromkreis selbst ist über den Gleichspannungswandler elektrisch an die Brennstoffzelle angeschlossen. Dem Stromkreis ist weiterhin die Batterie zugeordnet, mittels welcher elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom zwischengespeichert werden kann, insbesondere von der Brennstoffzelle bereitgestellte elektrische Energie. Zusätzlich kann ein Brennstoffzellennebenaggregat an den Stromkreis angeschlossen sein.The fuel cell assembly has the fuel cell, which serves the Breitstellung of electrical energy or electrical current for the circuit. At least one consumer is connected to the circuit, for example the drive unit. The circuit itself is electrically connected to the fuel cell via the DC-DC converter. The circuit is further associated with the battery, by means of which electrical energy or electric current can be cached, in particular provided by the fuel cell electrical energy. In addition, a fuel cell billet may be connected to the circuit.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2015 207 413 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Leistungsschaltung zur Stromversorgung in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug. Die Leistungsschaltung umfasst einen Gleichspannungsanschluss, einen elektrischen Traktionsantrieb und einen DCAC-Wandler. Dieser weist eine Wechselspannungsseite auf, die mit dem Traktionsantrieb verbunden ist. Ein DCDC-Wandler der Leistungsschaltung ist mit zwei Wandlerseiten ausgestattet. Die erste Wandlerseite ist über einen Verknüpfungspunkt mit einer Gleichspannungsseite des DCAC-Wandlers verbunden. Der Gleichspannungsanschluss ist ebenso mit diesem Verknüpfungspunkt verbunden. Weiterhin beschreibt die genannte Druckschrift ein stationäres Energieversorgungssystem, das komplementär ausgebildet ist und das zur Verbindung mit der Leistungsschaltung ausgestaltet ist.From the prior art, for example, the publication DE 10 2015 207 413 A1 known. This describes a power circuit for power supply in an electrically driven vehicle. The power circuit includes a DC voltage terminal, an electric traction drive and a DCAC converter. This has an AC side, which is connected to the traction drive. A DCDC converter of the power circuit is equipped with two converter sides. The first converter side is connected via a node to a DC side of the DCAC converter. The DC voltage connection is also connected to this connection point. Furthermore, the cited document describes a stationary power supply system which is designed to be complementary and which is designed for connection to the power circuit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere einen Betrieb der Brennstoffzellenanordnung mit höherer Effizienz ermöglicht.It is an object of the invention to provide a method for operating a fuel cell arrangement, which has advantages over known methods, in particular allows operation of the fuel cell assembly with higher efficiency.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in wenigstens einer Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung nach einer Inbetriebnahme der Brennstoffzelle die Batterie elektrisch von dem Stromnetz getrennt und der Gleichspannungswandler zum Versorgen wenigstens eines elektrischen Verbrauchers des Stromkreises mit von der Brennstoffzelle bereitgestelltem elektrischem Strom ungetaktet betrieben wird.This is inventively achieved with a method for operating a fuel cell assembly having the features of claim 1. It is provided that in at least one mode of operation of the fuel cell assembly after commissioning of the fuel cell, the battery is electrically disconnected from the mains and the DC-DC converter for supplying at least one electrical load of the circuit is operated with no power supplied by the fuel cell electric power.

Im Rahmen der Inbetriebnahme der Brennstoffzelle wird diese für das Bereitstellen von elektrischer Energie vorbereitet. Die Brennstoffzelle ist hierbei elektrisch an den Stromkreis angeschlossen, nämlich über den Gleichspannungswandler. Der Gleichspannungswandler dient dem Umwandeln der von der Brennstoffzelle zur Verfügung gestellten Brennstoffzellenspannung auf die in dem Stromkreis vorliegende Stromkreisspannung, welche normalerweise einer Batteriespannung der Batterie entspricht, zumindest während die Batterie elektrisch mit dem Stromkreis verbunden ist. Beispielsweise ist die Batteriespannung stets größer als die Brennstoffzellenspannung. Bevorzugt beträgt die Batteriespannung mindestens 250 Volt, mindestens 300 Volt, mindestens 225 Volt oder mindestens 350 Volt. Die Brennstoffzellenspannung ist in jedem Fall kleiner als die jeweilige Batteriespannung, zumindest bei vollgeladener Batterie.As part of the commissioning of the fuel cell, this is prepared for the provision of electrical energy. The fuel cell is in this case electrically connected to the circuit, namely via the DC-DC converter. The DC-DC converter serves to convert the fuel cell voltage provided by the fuel cell to the circuit voltage present in the circuit, which normally corresponds to a battery voltage of the battery, at least while the battery is electrically connected to the circuit. For example, the battery voltage is always greater than the fuel cell voltage. Preferably, the battery voltage is at least 250 volts, at least 300 volts, at least 225 volts, or at least 350 volts. The fuel cell voltage is in any case smaller than the respective battery voltage, at least when fully charged battery.

Der Unterschied zwischen der Brennstoffzellenspannung und der Batteriespannung wird mittels des Gleichspannungswandlers ausgeglichen, wobei der Gleichspannungswandler beispielsweise als Ladungspumpe arbeitet. Der Gleichspannungswandler weist wenigstens einen Leistungsschalter auf, welcher zum Umwandeln der Spannung periodisch geöffnet und geschlossen wird. In diesem Fall wird der Gleichspannungswandler getaktet betrieben, also in einem bestimmten Takt geöffnet und geschlossen.The difference between the fuel cell voltage and the battery voltage is compensated by the DC-DC converter, the DC-DC converter, for example, operates as a charge pump. The DC-DC converter has at least one power switch, which is periodically opened and closed to convert the voltage. In this case, the DC-DC converter is operated clocked, so opened and closed in a certain cycle.

Der getaktete Betrieb des Gleichspannungswandlers bedingt einen Wirkungsgradverlust der Brennstoffzellenanordnung. Gleichzeitig ist er jedoch notwendig, um gleichzeitig die Batterie und die Brennstoffzelle mit dem Stromkreis zu verbinden. Zur Erhöhung der Effizienz der Brennstoffzellenanordnung ist es daher in der wenigstens einen Betriebsart vorgesehen, die Batterie nach der Inbetriebnahme der Brennstoffzelle elektrisch von dem Stromkreis zu trennen und den Gleichspannungswandler ungetaktet zu betreiben. Folglich entspricht die in dem Stromkreis vorliegenden Spannung der Brennstoffzellenspannung.The clocked operation of the DC-DC converter causes a loss of efficiency of the fuel cell assembly. At the same time, however, it is necessary to simultaneously connect the battery and the fuel cell to the circuit. In order to increase the efficiency of the fuel cell arrangement, it is therefore provided in the at least one operating mode to electrically disconnect the battery from the electric circuit after the startup of the fuel cell and the DC-DC converter to operate without clocking. Consequently, the voltage present in the circuit corresponds to the fuel cell voltage.

Die beschriebene Vorgehensweise ist insbesondere sinnvoll, falls ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, also das Betreiben der Traktionsmaschine, mit geringen Lastschwankungen und/oder bei geringer Leistung erfolgt. Zusätzlich oder alternativ kann die beschriebenen Vorgehensweise angewandt werden, falls die mittels der Brennstoffzelle bereitgestellte elektrische Energie nicht zum Durchführen des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs verwendet, sondern zum Betrieb einer fahrzeugexternen Einrichtung herangezogen werden soll. Die zum Betrieb dieser Einrichtung benötigte elektrische Leistung ist üblicherweise derart klein, dass sie nicht zum Einbruch der Brennstoffzellenspannung und folglich der Stromkreisspannung führt. Es ist in beiden Fällen ohne weiteres möglich, den Gleichspannungswandler ungetaktet zu betreiben und die Traktionsmaschine und/oder die externe Einrichtung allein mithilfe der Brennstoffzelle mit elektrischer Energie zu versorgen.The procedure described is particularly useful if a driving operation of the motor vehicle, ie the operation of the traction machine, with low load fluctuations and / or low power. Additionally or alternatively, the described procedure can be used if the electrical energy provided by means of the fuel cell is not used for carrying out the driving operation of the motor vehicle, but should be used for the operation of a vehicle-external device. The electrical power required to operate this device is usually so small that it does not lead to the collapse of the fuel cell voltage and consequently of the circuit voltage. In both cases, it is readily possible to operate the DC-DC converter without being clocked and to supply the traction machine and / or the external device solely with the aid of the fuel cell with electrical energy.

Zur Inbetriebnahme der Brennstoffzelle ist elektrische Energie notwendig, insbesondere zum Starten und/oder Betreiben des vorstehend bereits erwähnten Brennstoffzellennebenaggregats. Das Brennstoffzellennebenaggregat liegt beispielsweise in Form einer Fluidpumpe vor, mittels welcher der Brennstoffzelle Brennstoff und/oder ein Oxidator, insbesondere Luftsauerstoff, zugeführt wird oder zumindest zugeführt werden kann. Das Brennstoffzellennebenaggregat ist an den Stromkreis angeschlossen.To start up the fuel cell, electrical energy is necessary, in particular for starting and / or operating the above-mentioned fuel cell auxiliary unit. The fuel cell secondary unit is present, for example, in the form of a fluid pump, by means of which the fuel cell fuel and / or an oxidizer, in particular atmospheric oxygen, is supplied or at least can be supplied. The fuel cell auxiliary unit is connected to the electric circuit.

Zur Inbetriebnahme der Brennstoffzelle kann es nun vorgesehen sein, zunächst die Batterie elektrisch mit dem Stromkreis zu verbinden und das Brennstoffzellennebenaggregat zu betreiben, um die Brennstoffzelle in Betrieb zu nehmen. Die Brennstoffzelle leistet hierbei vorzugsweise keinen Beitrag zum Versorgen des Brennstoffzellennebenaggregats mit elektrischer Energie. Vielmehr wird die zum Betreiben des Brennstoffzellennebenaggregats notwendige elektrische Energie vorzugsweise vollständig und ausschließlich der Batterie entnommen. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, die elektrische Energie zumindest teilweise oder vollständig durch Rekuperation, insbesondere mittels einer Traktionsmaschine, bereitzustellen. Es kann also zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Energie zum Teil der Batterie entnommen und zum Teil mittels der Traktionsmaschine bereitgestellt wird. Ist das Brennstoffzellennebenaggregat in Betrieb, so wird auch die Brennstoffzelle in Betrieb genommen, um nachfolgend elektrische Energie für den Stromkreis bereitzustellen. Hierzu wird gemäß den vorstehenden Ausführungen vorgegangen.To start up the fuel cell, it may now be provided to first electrically connect the battery to the electric circuit and to operate the fuel cell auxiliary unit in order to operate the fuel cell. The fuel cell preferably makes no contribution here to supplying the fuel cell auxiliary unit with electrical energy. Rather, the necessary for operating the fuel cell auxiliary unit electrical energy is preferably completely and exclusively removed from the battery. Alternatively, it can also be provided to provide the electrical energy at least partially or completely by recuperation, in particular by means of a traction machine. It may therefore be provided, for example, that the energy is taken in part from the battery and provided in part by means of the traction machine. If the fuel cell auxiliary unit is in operation, then the fuel cell is put into operation in order to subsequently provide electrical energy for the circuit. For this purpose, the procedure is as described above.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Gleichspannungswandler vor dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis zum Regeln auf eine Batteriestromstärke eines Batteriestroms und nach dem Trennen zum Regeln auf eine Spannung betrieben wird. Unter der Batteriestromstärke ist die Stromstärke des elektrischen Stroms zu verstehen, welcher aus der Batterie in den Stromkreis oder umgekehrt fließt.Within the scope of a further embodiment of the invention, it can be provided that the DC-DC converter is operated on a battery current of a battery current before disconnecting the battery from the circuit for controlling and, after disconnecting, for regulating to a voltage. The battery current intensity is to be understood as meaning the current intensity of the electrical current which flows from the battery into the circuit or vice versa.

Vor dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis sind sowohl die Brennstoffzelle als auch die Batterie mit dem Stromkreis elektrisch verbunden. Entsprechend wird der Gleichspannungswandler getaktet betrieben, um die Brennstoffzellenspannung auf die Batteriespannung zu wandeln. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass die Batteriestromstärke geregelt wird, insbesondere auf null. Das bedeutet, dass der Gleichspannungswandler derart angesteuert wird, dass die zum Betreiben des Stromkreises beziehungsweise des wenigstens einen Verbrauchers benötigte elektrische Energie größtenteils oder sogar vollständig mittels der Brennstoffzelle bereitgestellt wird und die Batterie lediglich zum Ausgleichen von Schwankungen in der benötigten Leistung herangezogen wird.Before disconnecting the battery from the circuit, both the fuel cell and the battery are electrically connected to the circuit. Accordingly, the DC-DC converter is clocked operated to convert the fuel cell voltage to the battery voltage. This is preferably done in such a way that the battery current is regulated, in particular to zero. This means that the DC-DC converter is controlled in such a way that the electrical energy required to operate the circuit or the at least one consumer is provided largely or even completely by means of the fuel cell and the battery is used only to compensate for fluctuations in the required power.

Nach dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis soll der Gleichspannungswandler dagegen dem Regeln auf die Spannung dienen. Beispielsweise wird der Gleichspannungswandler unmittelbar nach dem Trennen weiterhin zumindest vorübergehend getaktet betrieben, wobei die Brennstoffzellenspannung weiterhin auf die Batteriespannung gewandelt wird. Beispielsweise kann auf diese Art und Weise die Stromkreisspannung kontinuierlich an die Brennstoffzellenspannung angepasst und nachfolgend, also nach dem Erreichen der Brennstoffzellenspannung durch die Stromkreisspannung, der Gleichspannungswandler ungetaktet betrieben werden. So ist ein sanfter Übergang zwischen den Betriebsarten der Brennstoffzellenanordnung gewährleistet.After disconnecting the battery from the circuit, however, the DC-DC converter should serve to regulate the voltage. For example, the DC-DC converter continues to be operated at least temporarily clocked immediately after disconnection, the fuel cell voltage still being converted to the battery voltage. For example, in this way, the circuit voltage can be continuously adjusted to the fuel cell voltage and subsequently, after reaching the fuel cell voltage by the circuit voltage, the DC-DC converter can be operated without being clocked. This ensures a smooth transition between the operating modes of the fuel cell arrangement.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass vor dem Trennen der Gleichspannungswandler derart betrieben wird, dass die Batteriestromstärke kleiner als ein Stromstärkenschwellenwert ist, und anschließend die Batterie von dem Stromkreis getrennt wird. Umso kleiner die Batteriestromstärke ist, umso problemloser kann die Batterie von dem Stromkreis getrennt werden. Aus diesem Grund soll der Gleichspannungswandler vor dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis derart betrieben werden, dass der Batteriestrom, welcher der Batterie in Richtung des Stromkreises entnommen wird, möglichst klein ist, insbesondere kleiner als der Stromstärkenschwellenwert, oder gleich null ist.In the context of a further embodiment of the invention, it is provided that, before disconnecting, the DC-DC converter is operated in such a way that the battery current intensity is less than a current threshold value, and then the battery is disconnected from the electric circuit. The smaller the battery power, the more easily the battery can be disconnected from the circuit. For this reason, the DC-DC converter is to be operated before disconnecting the battery from the circuit such that the battery current, which is taken from the battery in the direction of the circuit, is as small as possible, in particular smaller than the current threshold value, or equal to zero.

Beispielsweise wird hierzu der Gleichspannungswandler so betrieben, dass seine Ausgangsspannung mindestens der Batteriespannung der Batterie entspricht oder gleich ist. Wurde auf diese Art und Weise der Batteriestrom beziehungsweise die Batteriestromstärke reduziert, vorzugsweise auf null, so wird die Batterie von dem Stromkreis getrennt, sodass der Stromkreis nunmehr über den Gleichspannungswandler von der Brennstoffzelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Dieses Entkoppeln der Batterie von dem Stromkreis ermöglicht das nachfolgende ungetaktete Betreiben des Gleichspannungswandlers. For example, for this purpose, the DC-DC converter is operated so that its output voltage at least equal to or equal to the battery voltage of the battery. Was reduced in this way, the battery current or the battery power, preferably to zero, the battery is disconnected from the circuit, so that the circuit is now supplied via the DC-DC converter from the fuel cell with electrical energy. This decoupling of the battery from the circuit allows the subsequent untimed operation of the DC-DC converter.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das der Gleichspannungswandler nach Inbetriebnahme zur Bereitstellung einer ersten Spannung und nach dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis zur Bereitstellung einer von der ersten Spannung verschiedenen zweiten Spannung in dem Stromkreis betrieben wird. Während die Batterie mit dem Stromkreis verbunden ist, soll der Gleichspannungswandler auf der Seite des Stromkreises die erste Spannung bereitstellen, sodass also die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers der ersten Spannung entspricht.A further preferred embodiment of the invention provides that the DC-DC converter is operated after commissioning for providing a first voltage and after disconnecting the battery from the circuit for providing a second voltage different from the first voltage in the circuit. While the battery is connected to the circuit, the DC-DC converter should provide the first voltage on the side of the circuit, so that the output voltage of the DC-DC converter corresponds to the first voltage.

Nach dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis soll die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers der zweiten Spannung entsprechen. Vorzugsweise ist die zweite Spannung kleiner als die erste Spannung und insoweit kleiner als die Batteriespannung. Die zweite Spannung wird durch getaktetes oder ungetaktetes Betreiben des Gleichspannungswandlers realisiert. Im Falle des ungetakteten Betreibens wird der Wirkungsgrad der Brennstoffzellenanordnung deutlich verbessert. Das getaktete Betreiben kann beispielsweise verwendet werden, um die zweite Spannung kontinuierlich an die Brennstoffzellenspannung anzupassen. Ab dem Erreichen der Brennstoffzellenspannung durch die zweite Spannung kann der Gleichspannungswandler ungetaktet betrieben werden, sodass der vorstehend beschriebene Wirkungsgradvorteil erzielt wird.After disconnecting the battery from the circuit, the output voltage of the DC-DC converter should correspond to the second voltage. Preferably, the second voltage is smaller than the first voltage and so far smaller than the battery voltage. The second voltage is realized by clocked or untacted operation of the DC-DC converter. In the case of untimed operation, the efficiency of the fuel cell assembly is significantly improved. The pulsed operation can be used, for example, to continuously adapt the second voltage to the fuel cell voltage. From reaching the fuel cell voltage by the second voltage, the DC-DC converter can be operated unclocked, so that the efficiency advantage described above is achieved.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Gleichspannungswandler einen getaktet betreibbaren Leistungsschalter aufweist, der vor dem Trennen der Batterie von dem Stromkreis getaktet und nach dem Trennen ungetaktet betrieben wird. Auf den Leistungsschalter des Gleichspannungswandlers wurde bereits hingewiesen. Dieser kann getaktet betrieben, also periodisch geöffnet und geschlossen werden. Während des ungetakteten Betreibens des Gleichspannungswandlers bleibt der Leistungsschalter vorzugsweise permanent geöffnet. Die Ausgestaltung des Gleichspannungswandlers mit dem Leistungsschalter ermöglicht das Betreiben der Brennstoffzellenanordnung sowohl mit an den Stromkreis angebundener Batterie als auch mit elektrisch von dem Stromkreis entkoppelter Batterie, wobei in letzterem Fall ein äußerst energieeffizienter Betrieb realisiert ist.A development of the invention provides that the DC-DC converter has a cyclically operable power switch, which is clocked by the circuit before disconnecting the battery and operated after disconnection without being clocked. The circuit breaker of the DC-DC converter has already been pointed out. This can be operated clocked, so periodically opened and closed. During the untimed operation of the DC-DC converter, the power switch preferably remains permanently open. The design of the DC-DC converter with the circuit breaker allows the operation of the fuel cell assembly with both connected to the circuit battery and electrically decoupled from the circuit battery, in the latter case, a highly energy-efficient operation is realized.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass während des ungetakteten Betriebs des Gleichspannungswandlers die Brennstoffzelle über eine Diode des Gleichspannungswandler mit dem Stromkreis verbunden wird. Die Diode liegt in Form einer Sperrdiode vor und weist ihre Durchgangsrichtung von der Brennstoffzelle in Richtung des Stromkreises auf. Umgekehrt liegt also ihre Sperrrichtung von dem Stromkreis in Richtung der Brennstoffzelle vor. Über die Diode gelangt insoweit elektrische Energie von der Brennstoffzelle in den Stromkreis, sofern die Brennstoffzellenspannung größer ist als die Stromkreisspannung. Die Brennstoffzelle ist während des ungetakteten Betriebs ausschließlich über die Diode mit dem Stromkreis verbunden, also lediglich über ein passives elektrisches Bauelement. Der vorstehend erwähnte Leistungsschalter bleibt hingegen vorzugsweise permanent offen.A further embodiment of the invention provides that during the untimed operation of the DC-DC converter, the fuel cell is connected via a diode of the DC-DC converter to the circuit. The diode is in the form of a blocking diode and has its direction of passage from the fuel cell in the direction of the circuit. Conversely, their reverse direction of the circuit is in the direction of the fuel cell. In this respect, electrical energy from the fuel cell enters the circuit via the diode if the fuel cell voltage is greater than the circuit voltage. The fuel cell is connected during the untacted operation exclusively via the diode to the circuit, so only a passive electrical component. The above-mentioned circuit breaker, however, preferably remains permanently open.

Eine besonders bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass als Verbraucher eine Traktionsmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet wird, die über einen Pulswechselrichter an das Stromnetz angeschlossen ist. Die Traktionsmaschine stellt das vorstehend bereits erwähnte Antriebsaggregat dar. Die Traktionsmaschine ist über den Pulswechselrichter an das Stromnetz angeschlossen, sodass also der Pulswechselrichter der Versorgung der Traktionsmaschine mit elektrischer Energie dient. Beispielsweise wird die Traktionsmaschine in der wenigstens einen Betriebsart bei von dem Stromkreis getrennter Batterie allein mittels der Brennstoffzelle entnommener elektrischer Energie betrieben, insbesondere falls die Lastschwankungen, die an der Traktionsmaschine anfallen, gering sind. Auf diese Art und Weise ist auch das Betreiben der Traktionsmaschine mit ungetaktet betriebenem Gleichspannungswandler, also bei besonders hoher Effizienz der Brennstoffzellenanordnung, möglich.A particularly preferred further embodiment of the invention provides that a traction machine of a motor vehicle is used as a consumer, which is connected via a pulse inverter to the power grid. The traction machine represents the drive unit already mentioned above. The traction machine is connected to the power grid via the pulse-controlled inverter, so that therefore the pulse inverter is used to supply the traction machine with electrical energy. For example, in the at least one operating mode, when the battery is disconnected from the circuit alone, the traction machine is operated solely by means of the fuel cell, especially if the load fluctuations that occur at the traction machine are low. In this way, the operation of the traction machine with non-clocked DC-DC converter, so with particularly high efficiency of the fuel cell assembly is possible.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in einer von der Betriebsart verschiedenen weiteren Betriebsart die Brennstoffzellenanordnung die Batterie elektrisch mit dem Stromkreis verbunden bleibt und der Gleichspannungswandler getaktet betrieben wird, wobei von der Brennstoffzelle und/oder der Batterie bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Traktionsmaschine verwendet wird. Während in der wenigstens einen Betriebsart der Gleichspannungswandler ungetaktet betrieben wird, wird er in der weiteren Betriebsart getaktet betrieben. Zudem ist die Batterie mit dem Stromkreis elektrisch verbunden. Entsprechend kann die zum Betreiben der Traktionsmaschine verwendete elektrische Energie entweder nur von der Brennstoffzelle, nur von der Batterie oder von beiden gemeinsam bereitgestellt werden. Diese Betriebsart ist insbesondere von Vorteil, falls starke Lastschwankungen während des Betriebs der Traktionsmaschine anfallen. Das im Rahmen dieser Beschreibung beschriebene Verfahren ist also über den gesamten Betriebsbereich der Traktionsmaschine ohne Einschränkungen einsetzbar.A further development of the invention provides that in a different operating mode different from the operating mode, the fuel cell arrangement, the battery remains electrically connected to the circuit and the DC-DC converter is operated clocked, being used by the fuel cell and / or the battery provided electrical energy for operating the traction machine becomes. While in the at least one mode of operation, the DC-DC converter is operated without a clock, it is operated clocked in the other mode. In addition, the battery is electrically connected to the circuit. Accordingly, the electrical energy used to operate the traction machine can either only from the fuel cell, only from the Battery or be provided by both together. This mode is particularly advantageous if heavy load fluctuations occur during operation of the traction machine. The method described in the context of this description can therefore be used without restrictions over the entire operating range of the traction machine.

Schließlich kann im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei Lastschwankungen der Traktionsmaschine unterhalb eines Schwankungsschwellenwerts die Betriebsart und bei Lastschwankungen oberhalb des Schwankungsschwellenwerts die weitere Betriebsart verwendet wird. Unter den Lastschwankungen sind Schwankungen in der Last beziehungsweise der Leistung der Traktionsmaschine über der Zeit zu verstehen. Ist die Last beziehungsweise Leistung der Traktionsmaschine näherungsweise konstant oder verändert sich nur langsam, so kann die Betriebsart verwendet werden, während welcher der Gleichspannungswandler ungetaktet betrieben wird, sodass eine besonders hohe Effizienz realisiert ist.Finally, it can be provided within the scope of a further embodiment of the invention that the operating mode is used for load fluctuations of the traction machine below a fluctuation threshold value and the further operating mode for load fluctuations above the fluctuation threshold value. The load fluctuations are fluctuations in the load or the performance of the traction machine over time to understand. If the load or power of the traction machine is approximately constant or changes only slowly, then the operating mode can be used during which the DC-DC converter is operated without a clock, so that a particularly high efficiency is realized.

Treten hingegen stärkere Lastschwankungen auf, nämlich Lastschwankungen oberhalb des Schwankungsschwellenwerts, so wird die weitere Betriebsart herangezogen, die das getaktete Betreiben des Gleichspannungswandlers vorsieht. Beispielsweise wird als Lastschwankungen der Gradient der Last beziehungsweise der Leistung der Traktionsmaschine über der Zeit verwendet. Der Schwankungsschwellenwert ist hierbei beispielsweise ein konstanter Schwellenwert oder aber ein in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen der Brennstoffzellenanordnung und/oder von Umgebungsbedingungen ermittelter Schwellenwert.If, on the other hand, stronger load fluctuations occur, namely load fluctuations above the fluctuation threshold value, then the further operating mode is used, which provides the clocked operation of the DC-DC converter. For example, the gradient of the load or the power of the traction machine over time is used as load fluctuations. The fluctuation threshold value is, for example, a constant threshold value or else a threshold value determined as a function of operating conditions of the fuel cell arrangement and / or environmental conditions.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Brennstoffzellenanordnung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei die Brennstoffzellenanordnung eine Brennstoffzelle zur Bereitstellung von elektrischem Strom in einem Stromkreis, den über einen Gleichspannungswandler elektrisch an die Brennstoffzelle angeschlossenen Stromkreis und eine Batterie aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Brennstoffzellenanordnung dazu ausgebildet ist, in wenigstens einer Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung nach einer Inbetriebnahme mit der Brennstoffzelle die Batterie elektrisch von dem Stromkreis zu trennen und den Gleichspannungswandler zum Versorgen wenigstens eines elektrischen Verbrauchers des Stromkreises mit von der Brennstoffzelle bereitgestelltem elektrischen Strom ungetaktet zu betreiben.The invention further relates to a fuel cell assembly, in particular for carrying out the method according to the preceding embodiments, wherein the fuel cell assembly comprises a fuel cell for providing electrical current in a circuit having a circuit electrically connected to the fuel cell via a DC-DC converter and a battery. It is provided that the fuel cell assembly is adapted to disconnect in at least one mode of operation of the fuel cell assembly after commissioning with the fuel cell, the battery electrically from the circuit and the DC-DC converter for supplying at least one electrical load of the circuit with the electric power supplied by the fuel cell unclocked to operate.

Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung der Brennstoffzellenanordnung wurde bereits eingegangen. Sowohl die Brennstoffzellenanordnung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.On the advantages of such an approach or such an embodiment of the fuel cell assembly has already been discussed. Both the fuel cell arrangement and the method for operating it can be developed further in accordance with the above statements, so that reference is made to this extent.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

  • Figur eine schematische Darstellung einer Brennstoffzellenanordnung.
The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without any limitation of the invention. The only one shows
  • Figure a schematic representation of a fuel cell assembly.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Brennstoffzellenanordnung 1, beispielsweise als Bestandteil einer Antriebseinrichtung 2 eines hier lediglich angedeuteten Kraftfahrzeugs 3. Die Antriebseinrichtung 2 verfügt über eine Traktionsmaschine 4, die zur Bereitstellung eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs 3 gerichteten Antriebsdrehmoments mit elektrischer Energie beaufschlagbar ist. Die elektrische Energie wird hierbei mittels der Brennstoffzellenanordnung 1 bereitgestellt.The figure shows a schematic representation of a fuel cell assembly 1 , For example, as part of a drive device 2 a here only indicated motor vehicle 3 , The drive device 2 has a traction machine 4 which is to provide an on driving the motor vehicle 3 Directed drive torque can be acted upon by electrical energy. The electrical energy is here by means of the fuel cell assembly 1 provided.

Die Brennstoffzellenanordnung 1 verfügt über eine Brennstoffzelle 5, die zur Bereitstellung von elektrischer Energie in einem Stromkreis 6 dient. Die Brennstoffzelle 5 ist über einen Gleichspannungswandler 7 an den Stromkreis 6 angeschlossen. Der Gleichspannungswandler 7 weist wenigstens einen Leistungsschalter 8, einen eingangsseitigen Kondensator 9, einen ausgangsseitigen Kondensator 10 sowie eine Diode 11 auf. Die Diode 11 weist ihre Durchlassrichtung von der Brennstoffzelle 5 in Richtung des Stromkreises 6 auf. An den Stromkreis 6 ist zudem eine Batterie 12 angeschlossen, nämlich über einen oder mehrere Schalteinrichtungen 13. Mittels der Schalteinrichtung 13 ist die Batterie 12 wahlweise von dem Stromkreis 6 wahlweise entkoppelt oder mit ihm elektrisch verbunden. Die Schalteinrichtung 13 kann zum Beispiel als Schaltschütz ausgestaltet sein.The fuel cell assembly 1 has a fuel cell 5 for providing electrical energy in a circuit 6 serves. The fuel cell 5 is via a DC-DC converter 7 to the circuit 6 connected. The DC-DC converter 7 has at least one circuit breaker 8th , an input-side capacitor 9 , an output side capacitor 10 as well as a diode 11 on. The diode 11 has its passage direction from the fuel cell 5 in the direction of the circuit 6 on. To the circuit 6 is also a battery 12 connected, namely via one or more switching devices 13 , By means of the switching device 13 is the battery 12 optionally from the circuit 6 optionally decoupled or electrically connected to it. The switching device 13 can be configured, for example, as a contactor.

Weiterhin ist die Traktionsmaschine 4 über einen Pulswechselrichter 14 an den Stromkreis 6 angeschlossen. Auch ist wenigstens ein Brennstoffzellennebenaggregat 15, also genau ein Brennstoffzellennebenaggregat 15 oder mehrere Brennstoffzellennebenaggregat 15, elektrisch mit dem Stromkreis 6 verbunden. Über eine Schnittstelle 16 kann zudem ein Wechselrichter 17 an den Stromkreis 6 angeschlossen sein, welcher der Bereitstellung elektrischer Energie, insbesondere in Form eines Wechselstroms, dient, beispielsweise für eine fahrzeugexterne Einrichtung, welche hier nicht dargestellt ist.Furthermore, the traction machine 4 via a pulse inverter 14 to the circuit 6 connected. Also, at least one fuel cell secondary unit 15 So exactly one fuel cell billet 15 or more fuel cell auxiliary 15 , electrically connected to the circuit 6 connected. Via an interface 16 can also be an inverter 17 to the circuit 6 be connected, which serves to provide electrical energy, in particular in the form of an alternating current, for example, for a vehicle-external device, which is not shown here.

Es ist nun vorgesehen, zur Inbetriebnahme der Brennstoffzelle 5 zunächst die Batterie 12 elektrisch mit dem Stromkreis 6 zu verbinden, nämlich durch Schließen der Schalteinrichtung 13. Anschließend wird das Brennstoffzellennebenaggregat 15 betrieben, wobei die zum Betreiben des Brennstoffzellennebenaggregats 15 benötigte elektrische Energie der Batterie 12 entnommen wird. Nachfolgend wird die Brennstoffzelle 5 in Betrieb genommen. Ist dies erfolgt, also ein stationärer Betrieb der Brennstoffzelle 5 erzielt, so soll die Batterie 12 von dem Stromkreis 6 getrennt werden, nämlich durch Öffnen der Schalteinrichtung 13.It is now planned to commission the fuel cell 5 first the battery 12 electrically with the circuit 6 to connect, namely by closing the switching device 13 , Subsequently, the fuel cell sub-aggregate 15 operated, the to operate the Fuel cell auxiliary unit 15 needed electrical energy of the battery 12 is removed. Below is the fuel cell 5 put into operation. If this has happened, ie a stationary operation of the fuel cell 5 scored, so should the battery 12 from the circuit 6 be separated, namely by opening the switching device 13 ,

Zudem soll der Gleichspannungswandler 7 ungetaktet betrieben werden, der Leistungsschalter 8 also permanent geöffnet sein. Der Stromkreis 6 ist insoweit lediglich über die Diode 11 mit der Brennstoffzelle 5 elektrisch verbunden. Der Betrieb des Brennstoffzellennebenaggregats 15 wird nach dem Trennen der Batterie 12 von dem Stromkreis 6 allein mittels elektrischer Energie bewerkstelligt, die von der Brennstoffzelle 5 bereitgestellt wird. Dies gilt ebenso für den Betrieb des Wechselrichters 17 beziehungsweise der fahrzeugexternen Einrichtung.In addition, the DC-DC converter 7 operated unclocked, the circuit breaker 8th So be permanently open. The circuit 6 is so far only on the diode 11 with the fuel cell 5 electrically connected. The operation of the fuel cell auxiliary 15 will after disconnecting the battery 12 from the circuit 6 solely by means of electrical energy accomplished by the fuel cell 5 provided. This also applies to the operation of the inverter 17 or the vehicle-external device.

Mit der beschriebenen Ausgestaltung der Brennstoffzellenanordnung 1 ist zum einen ein Betreiben der Traktionsmaschine 4 zur Durchführung eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs 3 ohne weiteres möglich, wobei in einer ersten Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung die Batterie auch zum Durchführen des Fahrbetriebs beziehungsweise zum Betreiben der Traktionsmaschine 4 von dem Stromkreis 6 elektrisch getrennt und der Gleichspannungswandler 7 getaktet betrieben wird.With the described embodiment of the fuel cell assembly 1 on the one hand is an operation of the traction machine 4 for carrying out a driving operation of the motor vehicle 3 readily possible, wherein in a first mode of operation of the fuel cell assembly, the battery also for performing the driving operation or for operating the traction machine 4 from the circuit 6 electrically isolated and the DC-DC converter 7 is operated clocked.

In einer von der Betriebsart verschiedenen weiteren Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung 1 kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Batterie 5 elektrisch mit dem Stromkreis 6 verbunden bleibt und der Gleichspannungswandler 7 getaktet betrieben wird. Ersteres ist insbesondere bei Lastschwankungen der Traktionsmaschine 4 unterhalb eines Schwankungsschwellenwerts und Letzteres bei Lastschwankungen oberhalb des Schwankungsschwellenwerts vorgesehen. In der Betriebsart, in welcher der ungetaktete Betrieb des Gleichspannungswandlers 7 durchgeführt wird, kann auf besonders effiziente Art und Weise der fahrzeugexterne Verbraucher über den Wechselrichter 17 mit elektrischer Energie versorgt werden.In a different operating mode from the operating mode of the fuel cell assembly 1 However, it can also be provided that the battery 5 electrically with the circuit 6 remains connected and the DC-DC converter 7 is operated clocked. The former is particularly in load fluctuations of the traction machine 4 below a fluctuation threshold and the latter in case of load fluctuations above the fluctuation threshold. In the mode in which the non-clocked operation of the DC-DC converter 7 can be performed in a particularly efficient way, the external consumers via the inverter 17 be supplied with electrical energy.

Insgesamt umfasst das Verfahren gemäß dieser Beschreibung vorzugsweise mehrere Schritte. In einem ersten Schritt ist es vorgesehen, den Gleichspannungswandler 7 derart zu betreiben, dass der Batteriestrom der Batterie 12 kleiner wird als ein Schwellenwert, insbesondere gleich null ist. Ist dieser Zustand erreicht, wird die Batterie 12 von dem Stromkreis 6 getrennt, nämlich durch Öffnen der wenigstens einen Schalteinrichtung 13, im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels der mehreren Schalteinrichtungen 13. Overall, the method according to this description preferably comprises several steps. In a first step, it is provided, the DC-DC converter 7 operate in such a way that the battery current of the battery 12 becomes smaller than a threshold, in particular equal to zero. When this condition is reached, the battery becomes 12 from the circuit 6 separated, namely by opening the at least one switching device 13 , In the case of the described embodiment of the plurality of switching devices 13 ,

Nach dem Trennen der Batterie 12 von dem Stromkreis 6 wird in einem zweiten Schritt die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 7 und mithin die Spannung in dem Stromkreis 6 über einen gewissen Zeitraum hinweg, vorzugsweise stetig, auf die Brennstoffzellenspannung eingestellt. In Abhängigkeit von der Leistung, die von dem Stromkreis 6 bereitgestellt werden muss, insbesondere zum Betreiben des wenigstens einen Brennstoffzellennebenaggregats 15 und/oder der Traktionsmaschine 4, wird die Brennstoffzellenspannung hierbei von einer höheren Spannung, insbesondere der Leerlaufspannung der Brennstoffzelle 5, auf eine niedrigere Betriebsspannung absinken. Die Spannung in dem Stromkreis 6 wird bevorzugt mittels des Gleichspannungswandlers 7 dieser niedrigeren Spannung nachgeführt, insbesondere stetig. In anderen Worten ist bevorzugt ein Ausregeln der benötigten Leistung mittels des Gleichspannungswandlers 7 vorgesehen, insbesondere der von dem Brennstoffzellennebenaggregat 15 und/oder Traktionsmaschine 4 benötigten Leistung. Hierbei wird der Gleichspannungswandler 7 getaktet betrieben.After disconnecting the battery 12 from the circuit 6 In a second step, the output voltage of the DC-DC converter 7 and therefore the voltage in the circuit 6 over a period of time, preferably steadily adjusted to the fuel cell voltage. Depending on the power coming from the circuit 6 has to be provided, in particular for operating the at least one fuel cell auxiliary unit 15 and / or the traction machine 4 , In this case, the fuel cell voltage from a higher voltage, in particular the open circuit voltage of the fuel cell 5 , drop to a lower operating voltage. The voltage in the circuit 6 is preferred by means of the DC-DC converter 7 tracked this lower voltage, especially steadily. In other words, a compensation of the required power by means of the DC-DC converter is preferred 7 provided, in particular that of the fuel cell billet 15 and / or traction machine 4 required power. This is the DC-DC converter 7 operated clocked.

Entspricht die Spannung in dem Stromkreis 6 der Brennstoffzellenspannung, so wird in einem dritten Schritt der Gleichspannungswandler 7 nachfolgend ungetaktet betrieben, sodass der effiziente Betrieb der Brennstoffzellenanordnung 1 umgesetzt ist.Corresponds to the voltage in the circuit 6 the fuel cell voltage, so in a third step, the DC-DC converter 7 subsequently operated without a clock, so that the efficient operation of the fuel cell assembly 1 implemented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015207413 A1 [0004]DE 102015207413 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzellenanordnung (1), die eine Brennstoffzelle (5) zur Bereitstellung von elektrischer Energie in einem Stromkreis (6), den über einen Gleichspannungswandler (7) elektrisch an die Brennstoffzelle (5) angeschlossenen Stromkreis (6) und eine Batterie (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, das in wenigstens einer Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung (1) nach einer Inbetriebnahme der Brennstoffzelle (5) die Batterie (12) elektrisch von dem Stromkreis (6) getrennt und der Gleichspannungswandler (7) zum Versorgen wenigstens eines elektrischen Verbrauchers des Stromkreises (6) mit von der Brennstoffzelle (5) bereitgestellte elektrische Energie ungetaktet betrieben wird.Method for operating a fuel cell arrangement (1) comprising a fuel cell (5) for providing electrical energy in a circuit (6), the electric circuit (6) electrically connected to the fuel cell (5) via a DC-DC converter (7) and a battery ( 12), characterized in that in at least one operating mode of the fuel cell assembly (1) after commissioning of the fuel cell (5) the battery (12) is electrically isolated from the circuit (6) and the DC-DC converter (7) for supplying at least one electrical load the circuit (6) is operated with no clocked by the fuel cell (5) provided electrical energy. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (7) vor dem Trennen der Batterie (12) von dem Stromkreis (6) zum Regeln auf eine Batteriestromstärke eines Batteriestroms und nach dem Trennen zum Regeln auf eine Spannung betrieben wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the DC-DC converter (7) before the disconnection of the battery (12) from the circuit (6) is operated to regulate a battery current of a battery current and after disconnecting to a voltage for regulating. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trennen der Gleichspannungswandler (7) derart betrieben wird, dass die Batteriestromstärke kleiner als ein Stromstärkenschwellenwert ist, und anschließend die Batterie (12) von dem Stromkreis (6) getrennt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that before disconnecting the DC-DC converter (7) is operated such that the battery current is less than a current threshold value, and then the battery (12) is disconnected from the circuit (6). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (7) nach der Inbetriebnahme zur Bereitstellung einer ersten Spannung und nach dem Trennen der Batterie (12) von dem Stromkreis (6) zur Bereitstellung einer von der ersten Spannung verschiedenen zweiten Spannung in dem Stromkreis (6) betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter (7) after commissioning to provide a first voltage and after disconnecting the battery (12) from the circuit (6) to provide a second voltage different from the first voltage in the circuit (6) is operated. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungswandler (7) einen getaktet betreibbaren Leistungsschalter (8) aufweist, der vor dem Trennen der Batterie (12) von dem Stromkreis (6) getaktet und nach dem Trennen ungetaktet betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the DC-DC converter (7) has a cyclically operable circuit breaker (8), which is clocked before disconnecting the battery (12) from the circuit (6) and operated ungetaktet after disconnection. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des ungetakteten Betriebs des Gleichspannungswandlers (7) die Brennstoffzelle (5) über eine Diode (11) des Gleichspannungswandlers (7) mit dem Stromkreis (6) verbunden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the untacted operation of the DC-DC converter (7), the fuel cell (5) via a diode (11) of the DC-DC converter (7) to the circuit (6) is connected. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbraucher eine Traktionsmaschine (4) eines Kraftfahrzeugs (3) verwendet wird, die über einen Pulswechselrichter (14) an das Stromnetz (6) angeschlossen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a traction machine (4) of a motor vehicle (3) is used as the consumer, which is connected via a pulse inverter (14) to the power grid (6). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer von der Betriebsart verschiedenen weiteren Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung (1) die Batterie (12) elektrisch mit dem Stromkreis (6) verbunden bleibt und der Gleichspannungswandler (7) getaktet betrieben wird, wobei von der Brennstoffzelle (5) und/oder der Batterie (12) bereitgestellte elektrische Energie zum Betreiben der Traktionsmaschine (4) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a different operating mode of the fuel cell assembly (1), the battery (12) remains electrically connected to the circuit (6) and the DC-DC converter (7) is operated clocked, wherein the electric power supplied to the fuel cell (5) and / or the battery (12) is used to operate the traction machine (4). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Lastschwankungen der Traktionsmaschine (4) unterhalb eines Schwankungsschwellenwerts die Betriebsart und bei Lastschwankungen oberhalb des Schwankungsschwellenwerts die weitere Betriebsart verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that under load fluctuations of the traction machine (4) below a fluctuation threshold, the mode and load fluctuations above the fluctuation threshold, the further mode is used. Brennstoffzellenanordnung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennstoffzellenanordnung (1) eine Brennstoffzelle (5) zur Bereitstellung von elektrischer Energie in einem Stromkreis (6), den über einen Gleichspannungswandler (7) elektrisch an die Brennstoffzelle (5) angeschlossenen Stromkreis (6) und eine Batterie (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenanordnung (1) dazu ausgebildet ist, in wenigstens einer Betriebsart der Brennstoffzellenanordnung (1) nach einer Inbetriebnahme der Brennstoffzelle (5) die Batterie (12) elektrisch von dem Stromkreis (6) zu trennen und den Gleichspannungswandler (7) zum Versorgen wenigstens eines elektrischen Verbrauchers des Stromkreises (6) mit von der Brennstoffzelle (5) bereitgestellter elektrischer Energie ungetaktet zu betreiben.Fuel cell assembly (1), in particular for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, wherein the fuel cell assembly (1) a fuel cell (5) for providing electrical energy in a circuit (6) via a DC voltage converter (7) electrically to the fuel cell (5) connected to the circuit (6) and a battery (12), characterized in that the fuel cell assembly (1) is adapted to at least one operating mode of the fuel cell assembly (1) after commissioning of the fuel cell (5) the battery (12) to electrically disconnect from the circuit (6) and the DC-DC converter (7) for supplying at least one electrical load of the circuit (6) operated with the electric energy supplied by the fuel cell (5) without being clocked.
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